JP2012119129A - Luminous tube and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高圧ナトリウムランプやメタルハライドランプ等の高輝度放電灯を含む発光管及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、内部において発光が行われる発光部と、該発光部の両側にそれぞれ一体に形成された第1細管及び第2細管とを有するセラミックチューブを具備し、前記セラミックチューブの前記第1細管に第1電極が挿入封止され、前記第2細管に第2電極が挿入封止された発光管及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a light-emitting tube including a high-intensity discharge lamp such as a high-pressure sodium lamp or a metal halide lamp, and a method for manufacturing the same. A ceramic tube having a first thin tube and a second thin tube, wherein the first electrode is inserted and sealed in the first thin tube of the ceramic tube, and the second electrode is inserted and sealed in the second thin tube The present invention relates to an arc tube and a method for manufacturing the same.
セラミックメタルハライドランプは、高輝度放電灯用のセラミックチューブの内部に挿入された一対の電極で金属ハロゲン化物をイオン化し、これにより放電発光を得るものである。 A ceramic metal halide lamp ionizes a metal halide with a pair of electrodes inserted into a ceramic tube for a high-intensity discharge lamp, thereby obtaining discharge light emission.
この種のセラミックチューブは、それぞれ軸線が発光部に対向するように位置決めされて形成された一対の細管を有する。各細管にはそれぞれ電極挿入孔が設けられ、これら電極挿入孔を介して電極が挿入されるようになっている。セラミックチューブは、複数の部材を組み立てて作製したものや、単一の部材として一体的に作製したもの、2個の部材を接合して作製したもの等、各種のものが開示されている。 This type of ceramic tube has a pair of tubules that are formed so as to be positioned so that the axis faces the light emitting portion. Each thin tube is provided with an electrode insertion hole, and an electrode is inserted through these electrode insertion holes. Various types of ceramic tubes are disclosed, such as those produced by assembling a plurality of members, those produced integrally as a single member, and those produced by joining two members.
そして、例えばセラミックチューブに設けられた2本の細管のうち、一方の電極挿入孔に電極を挿入してフリットガラス等で封止した後、残る他方の電極挿入孔より発光物質を発光容器内に導入し、その後、該他方の電極挿入孔に電極を挿入してフリットガラス等で封止して発光管の組立を行うようにしている(例えば特許文献1〜4参照)。
Then, for example, after inserting an electrode into one electrode insertion hole of two thin tubes provided in a ceramic tube and sealing it with frit glass or the like, a luminescent substance is put into the light emitting container through the remaining electrode insertion hole. After that, the electrode is inserted into the other electrode insertion hole and sealed with frit glass or the like to assemble the arc tube (see, for example,
しかしながら、従来においては、発光管への組み立ての際、両側の電極をフリット封止する必要があるため、組立工数が多くなるという問題がある。セラミックチューブを作製した後に、2つの電極を対応する細管に挿通して封止することから、各細管の内径を電極の最大径(先端部の径)よりも大きくする必要がある。また、電極の位置決めは電極に棒状またはリング状のストッパを設置し、そのストッパをセラミックチューブの端部(各細管の端部)と接触させる形で行うため、セラミックチューブの細管の長さばらつきにより、電極の先端が発光部内面に突き出す量がばらつき、発光部内面との距離のばらつきが大きくなり、ランプの色ばらつきや寿命低下の原因となる。また、各々の電極をセラミックチューブの両端で位置決めするため、セラミックチューブの全長にばらつきがあると、2つの電極間の距離がばらつき、ランプ効率低下や色ばらつきの原因となる。また、細管と電極リードとの間にクリアランスがあるため、封止の際、ずれやすく、発光管の中心軸に対する電極位置が一定とならず、色ばらつきの原因となる。 However, conventionally, when assembling into the arc tube, it is necessary to frit-sea the electrodes on both sides, and there is a problem that the number of assembling steps increases. After the ceramic tube is manufactured, the two electrodes are inserted into the corresponding thin tubes and sealed, and therefore it is necessary to make the inner diameter of each thin tube larger than the maximum diameter of the electrodes (the diameter of the tip). In addition, the electrode is positioned by placing a stopper in the form of a rod or ring on the electrode and contacting the stopper with the end of each ceramic tube (the end of each thin tube). The amount by which the tip of the electrode protrudes from the inner surface of the light emitting portion varies, and the variation in the distance from the inner surface of the light emitting portion increases, resulting in lamp color variations and a reduction in life. Further, since each electrode is positioned at both ends of the ceramic tube, if there is a variation in the total length of the ceramic tube, the distance between the two electrodes varies, resulting in a decrease in lamp efficiency and color variation. In addition, since there is a clearance between the narrow tube and the electrode lead, it is easy to shift during sealing, and the electrode position with respect to the central axis of the arc tube is not constant, causing color variations.
上述したように、電極の先端部の径を細管の内径より大きくすることができないため、電極温度が高くなり易く、寿命低下の原因となる。一方、細管の内径を大きくすれば、電極先端部の径を大きくすることが可能であるが、その場合、電極と細管の内径との隙間が大きくなる。その結果、隙間に発光物質がたまりやすくなり、電極を封止している部分の腐食が発生し易くなる。また、発光物質の量が安定せず、発光管の中心軸に対する電極の位置が一定でなくなるため、色ばらつきの原因ともなる。そこで、隙間を小さくするために、細管の内径に合わせて電極の先端部以外の径も太くすると、電極と細管との間の熱膨張率差による熱応力が大きくなり、細管部にクラックが発生しやすくなる。また、電極の熱容量が大きくなるためランプ効率が低下する、という問題がある。 As described above, since the diameter of the tip portion of the electrode cannot be made larger than the inner diameter of the thin tube, the electrode temperature tends to be high, resulting in a decrease in life. On the other hand, if the inner diameter of the thin tube is increased, the diameter of the electrode tip can be increased, but in this case, the gap between the electrode and the inner diameter of the thin tube is increased. As a result, the luminescent material tends to accumulate in the gap, and corrosion of the portion sealing the electrode tends to occur. Further, the amount of the luminescent material is not stable, and the position of the electrode with respect to the central axis of the arc tube is not constant, which causes color variation. In order to reduce the gap, if the diameter other than the tip of the electrode is increased in accordance with the inner diameter of the thin tube, the thermal stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the electrode and the thin tube increases, and cracks occur in the thin tube. It becomes easy to do. Further, there is a problem that the lamp efficiency is lowered because the heat capacity of the electrode is increased.
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、製造工程の簡略化が可能で、色ばらつきの低減、寿命特性の改善、ランプ効率の向上、信頼性の向上を図ることができる発光管及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such problems, and can simplify the manufacturing process, and can reduce color variation, improve life characteristics, improve lamp efficiency, and improve reliability. An object of the present invention is to provide an arc tube and a method for manufacturing the same.
[1] 第1の本発明に係る発光管は、内部において発光が行われる発光部と、該発光部の両側にそれぞれ一体に形成された第1細管及び第2細管とを有するセラミックチューブを具備し、前記セラミックチューブの前記第1細管に第1電極が挿入封止され、前記第2細管に第2電極が挿入封止された発光管において、前記第1細管に前記第1電極が焼きばめによって封止されていることを特徴とする。 [1] A light emitting tube according to a first aspect of the present invention includes a ceramic tube having a light emitting portion that emits light therein, and first and second thin tubes integrally formed on both sides of the light emitting portion. In the arc tube in which the first electrode is inserted and sealed in the first thin tube of the ceramic tube, and the second electrode is inserted and sealed in the second thin tube, the first electrode is baked into the first thin tube. It is characterized by being sealed with a pin.
[2] 第1の本発明において、前記第1電極のうち、前記第1細管に焼きばめられた部分の径が、0.18mm以上0.5mm以下であることを特徴とする。 [2] In the first aspect of the present invention, the diameter of the portion of the first electrode that is shrink-fitted into the first capillary is 0.18 mm or more and 0.5 mm or less.
[3] 第1の本発明において、前記第1電極の先端部の径が、0.22mm以上2.0mm以下であり、前記第1細管の内径の1.2倍以上4倍以下であることを特徴とする。 [3] In the first aspect of the present invention, the diameter of the tip of the first electrode is not less than 0.22 mm and not more than 2.0 mm, and is not less than 1.2 times and not more than 4 times the inner diameter of the first capillary. It is characterized by.
[4] 第1の本発明において、前記発光管は直流電源により点灯され、前記第1電極がカソード電極であり、前記第2電極がアノード電極であり、前記第1電極のうち、第1細管に封止された部分の径が、前記第2電極のうち、前記第2細管に封止された部分の径の0.2倍以上0.9倍以下であることを特徴とする。 [4] In the first aspect of the present invention, the arc tube is turned on by a DC power source, the first electrode is a cathode electrode, the second electrode is an anode electrode, and the first capillary of the first electrode The diameter of the portion sealed in the second electrode is 0.2 to 0.9 times the diameter of the portion of the second electrode sealed in the second capillary.
[5] 第1の本発明において、前記セラミックチューブは、後に第1細管となる第1小円筒部が一体に設けられた第1部材と、後に第2細管となる第2小円筒部が一体に設けられた第2部材と、前記第1電極とが組み立てられ、焼成されて構成されていることを特徴とする。 [5] In the first aspect of the present invention, the ceramic tube has a first member integrally provided with a first small cylindrical portion that later becomes a first thin tube, and a second small cylindrical portion that later becomes a second thin tube. The second member provided on the first electrode and the first electrode are assembled and fired.
[6] 第1の本発明において、前記第1電極は、前記第1細管の端部に接触することで、前記発光部内での前記第1電極の先端位置を決める位置決め部を有することを特徴とする。 [6] In the first aspect of the present invention, the first electrode has a positioning portion that determines a tip position of the first electrode in the light emitting portion by contacting an end portion of the first capillary tube. And
[7] 第1の本発明において、前記第1電極は、前記第1部材における前記発光部側の内面に接触することで、前記発光部内での前記第1電極の先端位置を決める位置決め部を有することを特徴とする。 [7] In the first aspect of the present invention, the first electrode has a positioning portion that determines a tip position of the first electrode in the light emitting portion by contacting an inner surface of the first member on the light emitting portion side. It is characterized by having.
[8] 第1の本発明において、前記第1部材は、一方が開口とされた中空部を有する円筒部と、該円筒部のうち、前記開口と対向する部分に一体に設けられた前記第1小円筒部とを有し、前記第2部材は、前記円筒部の前記開口を閉塞するプラグ部と、該プラグ部の中心部分に一体に設けられた前記第2小円筒部とを有することを特徴とする。 [8] In the first aspect of the present invention, the first member includes a cylindrical part having a hollow part, one of which is an opening, and the first part provided integrally with a part of the cylindrical part facing the opening. And the second member has a plug portion that closes the opening of the cylindrical portion, and the second small cylindrical portion that is integrally provided at a central portion of the plug portion. It is characterized by.
[9] 第1の本発明において、前記第2部材は、一方が開口とされた中空部を有する円筒部と、該円筒部のうち、前記開口と対向する部分に一体に設けられた前記第2小円筒部とを有し、前記第1部材は、前記円筒部の前記開口を閉塞するプラグ部と、該プラグ部の中心部分に一体に設けられた前記第1小円筒部とを有することを特徴とする。 [9] In the first aspect of the present invention, the second member includes a cylindrical portion having a hollow portion, one of which is an opening, and the first portion provided integrally with a portion of the cylindrical portion facing the opening. The first member has a plug portion that closes the opening of the cylindrical portion, and the first small cylindrical portion that is integrally provided at a central portion of the plug portion. It is characterized by.
[10] 第1の本発明において、前記第1部材は、一方が第1開口とされた中空部を有する第1湾曲部と、該第1湾曲部のうち、前記第1開口と対向する部分に一体に設けられた前記第1小円筒部とを有し、前記第2部材は、一方が第2開口とされた中空部を有する第2湾曲部と、該第2湾曲部のうち、前記第2開口と対向する部分に一体に設けられた前記第2小円筒部とを有し、前記セラミックチューブは、前記第1部材と前記第2部材とが、前記第1開口と前記第2開口とが対向するようにして接合されて構成されていることを特徴とする。 [10] In the first aspect of the present invention, the first member has a first bending portion having a hollow portion, one of which is a first opening, and a portion of the first bending portion that faces the first opening. The first small cylindrical portion provided integrally therewith, and the second member includes a second bending portion having a hollow portion, one of which is a second opening, and among the second bending portions, The ceramic tube has the second small cylindrical portion provided integrally with a portion facing the second opening, and the ceramic tube includes the first opening and the second opening. And are joined so as to face each other.
[11] 第2の本発明に係る発光管の製造方法は、内部において発光が行われる発光部と、該発光部の両側にそれぞれ一体に形成された第1細管及び第2細管とを有するセラミックチューブを具備し、前記セラミックチューブの前記第1細管に第1電極が挿入封止され、前記第2細管に第2電極が挿入封止された発光管の製造方法において、第1セラミック成形体を仮焼成して、後に前記第1細管となる第1小円筒部と該第1小円筒部に軸方向に形成された第1貫通孔とを有する第1部材を作製する第1部材作製工程と、第2セラミック成形体を仮焼成して、後に前記第2細管となる第2小円筒部と該第2小円筒部に軸方向に形成された第2貫通孔とを有する第2部材を作製する第2部材作製工程と、前記第1部材、前記第2部材及び前記第1電極を組み立てて組立体を作製する組立工程と、前記組立体を本焼成して前記発光部、前記第1細管及び前記第2細管を有するセラミックチューブを作製すると共に、前記第1電極を前記第1細管に焼きばめにて封止するセラミックチューブ作製工程と、前記セラミックチューブの前記発光部内に前記第2細管を通じて発光物質を導入する工程と、前記第2細管に前記第2電極を挿入封止する電極封止工程とを有することを特徴とする。 [11] A method of manufacturing an arc tube according to a second aspect of the present invention includes a ceramic having a light emitting part that emits light therein, and first and second thin tubes integrally formed on both sides of the light emitting part. In a manufacturing method of an arc tube comprising a tube, wherein a first electrode is inserted and sealed in the first thin tube of the ceramic tube, and a second electrode is inserted and sealed in the second thin tube, A first member producing step of producing a first member which is pre-fired and has a first small cylindrical portion which will later become the first thin tube and a first through hole formed in the first small cylindrical portion in the axial direction; The second ceramic molded body is pre-fired to produce a second member having a second small cylindrical portion that will later become the second thin tube and a second through hole formed in the second small cylindrical portion in the axial direction. The second member manufacturing step, the first member, the second member and the An assembly process for assembling one electrode to produce an assembly; and firing the assembly to produce a ceramic tube having the light emitting portion, the first capillary tube and the second capillary tube; and A ceramic tube manufacturing step of sealing the first thin tube by shrink fitting, a step of introducing a luminescent substance through the second thin tube into the light emitting portion of the ceramic tube, and the second electrode being inserted into the second thin tube And an electrode sealing step for sealing.
[12] 第2の本発明において、前記第1部材作製工程は、前記第1セラミック成形体を第1温度にて仮焼成して前記第1部材を作製し、前記第2部材作製工程は、前記第2セラミック成形体を前記第1温度よりも高い第2温度にて仮焼成して前記第2部材を作製し、前記セラミックチューブ作製工程は、前記組立体を前記第2温度よりも高い第3温度で本焼成して前記セラミックチューブを作製することを特徴とする。 [12] In the second aspect of the present invention, in the first member manufacturing step, the first member is manufactured by temporarily firing the first ceramic molded body at a first temperature, and the second member manufacturing step includes: The second ceramic molded body is pre-fired at a second temperature higher than the first temperature to produce the second member, and the ceramic tube manufacturing step includes a step of raising the assembly to a temperature higher than the second temperature. The ceramic tube is manufactured by firing at 3 temperatures.
[13] 第2の本発明において、前記第1電極は、先端部の径が前記第1貫通孔の径よりも小さく、後端部分に前記第1電極の先端位置を決める位置決め部を有し、前記組立工程は、前記第1部材と前記第2部材とが対向するようにして、前記第2部材、前記第1部材及び前記第1電極の順に組み立て、前記第1電極を、前記第1部材の前記第1貫通孔に、前記位置決め部が前記第1小円筒部の後端に接触するまで挿通することを特徴とする。 [13] In the second aspect of the present invention, the first electrode has a positioning portion for determining a tip position of the first electrode at a rear end portion, the tip portion having a diameter smaller than the diameter of the first through hole. The assembling step assembles the second member, the first member, and the first electrode in this order so that the first member and the second member face each other, and the first electrode is assembled to the first electrode. The first through hole of the member is inserted until the positioning portion contacts a rear end of the first small cylindrical portion.
[14] 第2の本発明において、前記第1部材作製工程は、前記第1セラミック成形体を第1温度にて仮焼成して前記第1部材を作製し、前記第2部材作製工程は、前記第2セラミック成形体を前記第1温度よりも低い第2温度にて仮焼成して前記第2部材を作製し、前記セラミックチューブ作製工程は、前記組立体を前記第1温度よりも高い第3温度で本焼成して前記セラミックチューブを作製することを特徴とする。 [14] In the second aspect of the present invention, in the first member manufacturing step, the first ceramic molded body is temporarily fired at a first temperature to manufacture the first member, and the second member manufacturing step includes: The second ceramic molded body is pre-fired at a second temperature lower than the first temperature to produce the second member, and the ceramic tube manufacturing step includes a step of raising the assembly to a temperature higher than the first temperature. The ceramic tube is manufactured by firing at 3 temperatures.
[15] 第2の本発明において、前記第1電極は、先端部の径が前記第1貫通孔の径よりも大きく、先端部分に前記第1電極の先端位置を決める位置決め部を有し、前記組立工程は、前記第1部材と前記第2部材とが対向するようにして、前記第1部材、前記第1電極及び前記第2部材の順に組み立て、前記第1電極を、前記第1貫通孔に、前記位置決め部が前記第2部材と対向する端面に接触するまで挿通する工程を有することを特徴とする。 [15] In the second aspect of the present invention, the first electrode has a positioning portion for determining a tip position of the first electrode at a tip portion, the tip portion having a diameter larger than the diameter of the first through hole, In the assembling step, the first member, the first electrode, and the second member are assembled in this order so that the first member and the second member face each other, and the first electrode is connected to the first penetration. It has the process of inserting in the hole until the said positioning part contacts the end surface facing the said 2nd member.
以上説明したように、本発明に係る発光管及びその製造方法においては、一方の電極が焼きばめられているため、発光管の組立工程の簡略化が可能となる。電極を発光管の内面を使って位置決めすることができるため、電極が発光部に突き出す量が一定となり、先端と発光管の内面との距離が一定になる。また、細管と電極リードが密着するため、発光管の中心軸に対する電極位置のずれがなくなり、色ばらつきの低減及びランプ効率の向上を図ることができる。電極の先端部の径を大きくすることができるため、寿命特性が改善される。一方、電極の焼きばめ部は細くできるため、熱応力によるクラックを防止できる。 As described above, in the arc tube and the manufacturing method thereof according to the present invention, since one electrode is shrink-fitted, the assembly process of the arc tube can be simplified. Since the electrode can be positioned using the inner surface of the arc tube, the amount of the electrode protruding to the light emitting portion is constant, and the distance between the tip and the inner surface of the arc tube is constant. Further, since the thin tube and the electrode lead are in close contact with each other, there is no displacement of the electrode position with respect to the central axis of the arc tube, and it is possible to reduce color variation and improve lamp efficiency. Since the diameter of the tip of the electrode can be increased, the life characteristics are improved. On the other hand, since the shrink fit portion of the electrode can be made thin, cracks due to thermal stress can be prevented.
このように、本発明に係る発光管及びその製造方法によれば、製造工程の簡略化が可能で、色ばらつきの低減、寿命特性の改善、ランプ効率の向上、信頼性の向上を図ることができる。 As described above, according to the arc tube and the method for manufacturing the same according to the present invention, the manufacturing process can be simplified, and it is possible to reduce color variation, improve life characteristics, improve lamp efficiency, and improve reliability. it can.
以下、本発明に係る発光管及びその製造方法の実施の形態例を図1〜図10Bを参照しながら説明する。なお、本明細書において数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味として使用される。 Embodiments of the arc tube and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In the present specification, “˜” indicating a numerical range is used as a meaning including numerical values described before and after the numerical value as a lower limit value and an upper limit value.
発光管は、高圧放電灯を含み、該高圧放電灯は、道路照明、店舗照明、自動車用ヘッドランプ、液晶プロジェクター等の各種の照明装置に適用可能である。また、発光管は、メタルハライドランプ用の発光管や高圧ナトリウムランプ用の発光管を含む。 The arc tube includes a high-pressure discharge lamp, and the high-pressure discharge lamp can be applied to various illumination devices such as road lighting, store lighting, automobile headlamps, and liquid crystal projectors. The arc tube includes an arc tube for a metal halide lamp and an arc tube for a high-pressure sodium lamp.
先ず、第1の実施の形態に係る発光管(以下、第1発光管10Aと記す)は、図1に示すように、内部において発光が行われる円筒状の発光部12と、該発光部12の両側にそれぞれ一体に形成された円筒状の第1細管14a及び第2細管14bとを有する第1セラミックチューブ16Aを具備する。第1セラミックチューブ16Aの第1細管14aには第1電極18aが挿入封止され、第2細管14bには第2電極18bが挿入封止されている。特に、この第1発光管10Aにおいては、第1細管14aに第1電極18aが焼きばめによって封止されている。なお、第2電極18bはガラスフリット等の封止材20によって第2細管14bに封止されている。
First, as shown in FIG. 1, the arc tube according to the first embodiment (hereinafter referred to as the
第1セラミックチューブ16Aは、図2A及び図2Bに示すように、第1セラミック成形体22aを仮焼成した第1セラミック仮焼成体24aと、第2セラミック成形体22bを仮焼成した第2セラミック仮焼成体24bとを接合し、本焼成することによって構成されている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the first
図2Aに示すように、第1セラミック仮焼成体24aは、一方が開口26とされた中空部28を有する大円筒部30と、該大円筒部30のうち、開口26と対向する部分(底部32)に一体に設けられた第1小円筒部34a(後に第1細管14aとなる部分)と、第1小円筒部34aの端部から大円筒部30の内面まで貫通する第1貫通孔36aとを有する。第2セラミック仮焼成体24bは、第1セラミック仮焼成体24aの大円筒部30の開口26を閉塞する円盤形状であって、端面が平坦面とされたプラグ部38と、該プラグ部38の中心部分に一体に設けられた第2小円筒部34b(後に第2細管14bとなる部分)と、第2小円筒部34bの端部からプラグ部38の端面まで貫通する第2貫通孔36bとを有する。なお、第1セラミック仮焼成体24aの大円筒部30における底部32の中空部28側の内面は、プラグ部38の端面に対応して平坦面とされている。
As shown in FIG. 2A, the first ceramic
第1電極18aは、例えば図1に示すように、第1電極軸40aと、該第1電極軸40aの先端部に巻回された第1コイル42aと、第1電極軸40aの後端に接続された第1リード44aとを有する。第1リード44aには、第1細管14a(第1小円筒部34a)の端部に接触することで、発光部12内での第1電極18aの先端位置を決める位置決め用の棒状又はリング状の第1ストッパ46aが固定されている。第1コイル42aの最大径が実質的には第1電極18aの先端部の径となり、第1コイル42aの先端位置から突き出た第1電極軸40aの先端が第1電極18aの先端位置となる。
For example, as shown in FIG. 1, the
特に、第1電極18aの先端部の径は、第1セラミック仮焼成体24aにおける第1貫通孔36aの内径よりもわずかに小とされ、第1細管14aの内径の1.2倍以上4倍以下である。この場合、0.22mm以上2.0mm以下であることが好ましい。また、第1電極18aのうち、第1細管14aに焼きばめられた部分の径、すなわち、第1リード44aの径は、0.18mm以上0.5mm以下であり、第1細管14aの内径よりやや大とされ、両者の境界に焼成収縮による圧着力が働くよう調整されている。また、第1リード44aの径は、第1電極18aの先端部の径よりも小さい。なお、第1ストッパ46aの長さ又は外径は第1貫通孔36aの内径よりも大とされ、第1細管14aの外径よりも小とされている。
In particular, the diameter of the tip of the
一方、第2電極18bは、第2電極軸40bと、該第2電極軸40bの先端部に巻回された第2コイル42bと、第2電極軸40bの後端に接続され、径が第2電極軸40bの径よりも大とされた第2リード44bとを有する。第2リード44bには、第2細管14bの端部に接触することで、発光部12内での第2電極18bの先端位置を決める位置決め用のリング状の第2ストッパ46bが固定されている。第2コイル42bの最大径が実質的に第2電極18bの先端部の径であり、第2コイル42bより突き出た第2電極軸40bの先端が第2電極18bの先端となる。
On the other hand, the
第2電極18bの先端部の径は第2細管14bの内径よりも小とされ、第2電極軸40bの径は第2リード44bの径よりも小とされている。また、第2ストッパ46bの外径は第2細管14bの内径よりも大とされ、第2細管14bの外径よりも小とされている。すなわち、第2細管14bの内径は、第1細管14aの内径よりも大とされている。
The diameter of the tip of the
この第1発光管10Aは、交流方式及び直流方式のどちらでも使用でき、特に、直流方式で使用する場合は、アノード電極に比べ、カソード電極の温度が低くなるため、カソード電極の電極封着部の微小隙間に発光物質が侵入しやすく、また侵入した発光物質は、液化・固化して発光部に戻れないため、光束が低下するおそれがある。これを回避するためセラミックと電極の間に隙間が存在しない第1電極18aをカソード電極とすることが好ましい。また、アノード電極とカソード電極の温度差が大きいと色ムラの原因となるため、温度バランスをとるために、第1電極18aをカソード電極とし、第2電極18bをアノード電極とし、第1リード44aの径が、第2リード44bの径の0.2倍以上0.9倍以下とすることが好ましい。
The
ここで、第1発光管10Aを作製するための製造方法(第1製造方法)について、図3も参照しながら説明する。
Here, a manufacturing method (first manufacturing method) for manufacturing the
図3のステップS1において、図4A及び図4Bに示すように、第1セラミック成形体22aと第2セラミック成形体22bを作製する。具体的には、先ず、セラミック粉末、分散媒、ゲル化剤等を混合してゲルキャスト用のスラリー(成形スラリーと記す)を調製する。その後、成形スラリーを、第1セラミック成形体22aを成形するための第1鋳込み型内、並びに第2セラミック成形体22bを成形するための第2鋳込み型内に注型した後、固化する。その後、第1鋳込み型及び第2鋳込み型を離型することで、第1セラミック成形体22a及び第2セラミック成形体22bを得る。
In step S1 of FIG. 3, as shown in FIGS. 4A and 4B, a first ceramic molded
次に、ステップS2において、第1セラミック成形体22aを第1温度で仮焼成して、図2Aに示すように、第1セラミック仮焼成体24aを作製する。第1温度は、第1セラミック成形体22aの緻密化のレベルが低い温度、例えば700℃〜1200℃等を採用することができる。温度が低いと第1セラミック仮焼成体24aの強度が不足し、組み立ての際、破損しやすくなる。仮焼成は一般的には大気中で行われるため、仮焼成温度が高いとその後の焼成で緻密化することが難しくなるため、仮焼成の温度は上述の範囲が望ましい。
Next, in step S2, the first ceramic molded
その後、ステップS3において、第2セラミック成形体22bを第2温度で仮焼成して第2セラミック仮焼成体24bを作製する。第2温度は、第2セラミック成形体22bの緻密化のレベルが第1セラミック成形体22aの緻密化のレベルよりも高い温度、例えば第1温度より50℃〜300℃高い温度等を採用することができる。第1温度と第2温度の差が小さいと、両者の寸法差が小さく、組み立ての際のクリアランス不足により、キズやカケの原因となる。また、温度差が大きく、寸法差が大きいと両者が固定されるまでの収縮量が大きくなり、第1セラミック仮焼成体24aと第2セラミック仮焼成体24bとの傾きが起きやすくなるため、上述の範囲が好ましい。
Thereafter, in step S3, the second ceramic molded
その後、ステップS4において、図2Aに示すように、第1セラミック仮焼成体24a、第2セラミック仮焼成体24b及び第1電極18aを組み立てて第1組立体50Aを作製する。このとき、第1セラミック仮焼成体24aの開口26を塞ぐように第2セラミック仮焼成体24bのプラグ部38を挿入し、さらに、第1セラミック仮焼成体24aの第1貫通孔36aに第1電極18aを挿入することで第1組立体50Aを得る。
Thereafter, in step S4, as shown in FIG. 2A, the first ceramic temporary fired
具体的には、第2セラミック仮焼成体24bの第2小円筒部34bが挿通する程度の貫通孔52を有する治具54を使い、治具54の貫通孔52に第2小円筒部34bを挿通して、治具54の上面54aに第2セラミック仮焼成体24bのプラグ部38を載置し、上方から第1セラミック仮焼成体24aの大円筒部30で第2セラミック仮焼成体24bのプラグ部38を被覆するように治具54上に第1セラミック仮焼成体24aを載置することで、第1セラミック仮焼成体24aの開口26を塞ぐように第2セラミック仮焼成体24bのプラグ部38を挿入することができる。その後、第1電極18aを、第1セラミック仮焼成体24aの第1小円筒部34aの後端から第1貫通孔36aに挿通する。このとき、第1ストッパ46aが第1小円筒部34aの後端に当接するまで第1電極18aを第1貫通孔36aに挿通する。これによって、第1組立体50Aが完成する。
Specifically, a
その後、ステップS5において、治具54に第1組立体50Aを載置した状態で、該第1組立体50Aを第3温度で本焼成して焼結体を得る。第2セラミック仮焼成体24bのプラグ部38は、単独で焼成した場合は焼成後の外径が、第1セラミック仮焼成体24aの開口26の焼成後の内径より1〜9%大きくなるよう調整されているので、焼成収縮によって両者の境界面に圧着力が働く。また、第1電極18aの第1リード44aが第1細管14aの内径より、若干大きくなるよう調整されているので、焼成収縮によって両者の境界面に圧着力が働く。これらの作用により、図2Bに示すように、発光部12、第1細管14a及び第2細管14bが一体化され、第1電極18aが第1細管14aに焼きばめにて封止された第1セラミックチューブ16Aを得る。第3温度は、第1組立体50Aの緻密化及び透光化を目的とした温度、例えば1700℃〜1900℃が挙げられる。この本焼成によって、第1セラミック仮焼成体24aの第1貫通孔36aの内径が例えば20%〜40%程度小さくなり、第1貫通孔36aに挿通されていた第1電極18aは第1細管14aに焼きばめ封止されることとなる。その結果、第1電極18aの先端部の径は、第1細管14aの内径よりも大きくなる。
Thereafter, in step S5, with the
また、この本焼成によって、第1組立体50Aが全体的に収縮するが、主に第1セラミック仮焼成体24aが大きく収縮し、第1小円筒部34a(第1細管14a)の軸線に沿った長さも短くなる。その結果、第1電極18aの先端部分が、発光部12の第1細管14a寄りの内面12a(セラミック壁面)から離間し、該内面12aから第1電極18aの先端位置までの距離が第1電極18aの先端部分(第1コイル42a)の軸方向の長さよりも大きくなる。この距離は焼成収縮量、つまり、成形体の相対密度によって変わるため、第1セラミックチューブ16Aを多数本作製する場合には、成形体の相対密度を一定にすることで、前記距離を第1セラミックチューブ16A間でほぼ一定にすることができる。
In addition, the main firing causes the
その後、ステップS6において、第1セラミックチューブ16Aの発光部12内に第2細管14bを通じて発光物質を導入する。すなわち、発光部12内部に、アルゴン等の不活性なスタートガスに加えて、水銀及びメタルハライド添加物が導入される。なお、水銀は、必ずしも、導入する必要はない。
Thereafter, in step S6, a luminescent material is introduced through the second
そして、ステップS7において、第2細管14bに第2電極18bを挿入封止する。具体的には、図1に示すように、第2細管14bに第2電極18bを封止材20と共に挿入して第2電極18bを封止する。このとき、第2ストッパ46bが第2細管14bの後端に当接するまで第2電極18bを挿入する。その後、第2ストッパ46bを被覆するように封止材20を付着して第2電極18bを気密封止する。この段階で、第1発光管10Aが完成する。
In step S7, the
上述した第1発光管10A及びその第1製造方法においては、第1組立体50Aの本焼成を利用して、第1セラミックチューブ16Aの第1細管14aに、第1電極18aを焼きばめによって封止するようにしたので、第1電極18aを第1細管14aに封止材20を使って封止する必要がなくなり、第1発光管10Aの組立工程の簡略化が可能となる。複数の第1セラミックチューブ16Aを作製する際に、成形体の相対密度を一定にすることで、第1電極18aの先端位置を、複数の第1セラミックチューブ16A間でほぼ一定にすることができる。また、第1細管14aと第1リード44aが密着しているため第1発光管10Aの中心軸に対する第1電極18aの位置が一定となる。これは、色ばらつきの低減及びランプ効率の向上につながる。第1電極18aの先端部の径(第1コイル42aの径)を第1細管14aの内径よりも大きくすることができるため、第1コイル42aによる冷却効果を長時間持続させることが可能となり、寿命特性を改善することができる。特に、直流方式の発光管においてはカソード電極の寿命で発光管自体の寿命が決定されるが、第1電極18aをカソード電極とすることで、第1発光管10Aの寿命を長くすることができる。また、第1細管14aの内径を、第1電極18aの先端部の径に支配されることなく、細くすることができる。これにより、第1電極18aのうち、第1細管14aと接触する第1電極軸40a及び第1リード44aの径を細くすることができるため、第1細管14aと第1電極18aとの熱膨張率差による熱応力の増大を防ぐことができる。これは、クラックの発生を防止できることにつながる。また、第1電極軸40a及び第1リード44aの径を小さくすることができることから、第1電極18aの熱容量が小さくなり、第1電極18aによるランプ効率の低下を抑制することができる。
In the
このように、第1発光管10A及びその第1製造方法によれば、製造工程の簡略化が可能で、色ばらつきの低減、寿命特性の改善、ランプ効率の向上、信頼性の向上を図ることができる。
As described above, according to the
次に、第2の実施の形態に係る発光管(以下、第2発光管10Bと記す)について、図5〜図7を参照しながら説明する。
Next, an arc tube according to a second embodiment (hereinafter referred to as a
第2発光管10Bは、図5に示すように、上述した第1発光管10Aとほぼ同様に、発光部12、第1細管14a及び第2細管14bが一体化され、第1細管14aに第1電極18aが焼きばめにて封止された第2セラミックチューブ16Bを有するが、以下の点で異なる。なお、第2電極18bはガラスフリット等の封止材20によって第2細管14bに封止されている。
As shown in FIG. 5, in the
すなわち、図6A及び図6Bに示すように、第1セラミック仮焼成体24aと第2セラミック仮焼成体24bの構成が、第1発光管10Aの場合と逆の構成を有する。具体的には、第2セラミック仮焼成体24bは、一方が開口26とされた中空部28を有する大円筒部30と、該大円筒部30のうち、開口26と対向する底部32に一体に設けられた第2小円筒部34bと、第2小円筒部34bの端部から大円筒部30の内面まで貫通する第2貫通孔36bとを有する。第1セラミック仮焼成体24aは、第2セラミック仮焼成体24bの大円筒部30の開口26を閉塞する円盤形状のプラグ部38と、該プラグ部38の中心部分に一体に設けられた第1小円筒部34aと、第1小円筒部34aの端部からプラグ部38の端面まで貫通する第1貫通孔36aとを有する。
That is, as shown in FIGS. 6A and 6B, the configurations of the first ceramic temporary fired
第1電極18aは、第1電極軸40aと、該第1電極軸40aの先端部に巻回された第1コイル42aと、第1電極軸40aの側面の一部に固着された第1リード44aとを有する。そして、第1リード44aを、第1セラミック仮焼成体24aの第1貫通孔36aに第1小円筒部34aの後端に向かって挿通することによって、第1電極軸40aの後端がプラグ部38の端面38aに当接することとなる。つまり、第1電極軸40aの軸方向の長さを、複数の第2発光管10B間で一定にすることで、第1電極軸40aの後端が第1電極18aの先端位置を位置決めするための位置決め部として機能することになる。
The
ここで、第2発光管10Bを作製するための製造方法(第2製造方法)について、図7も参照しながら説明する。
Here, a manufacturing method (second manufacturing method) for manufacturing the
先ず、図7のステップS101において、図4A及び図4Bに示すように、第1セラミック成形体22aと第2セラミック成形体22bを作製する。なお、図4A及び図4Bにおいて、第1セラミック成形体22a及び第2セラミック成形体22bの参照符号は、括弧書きにて示す参照符号を参照されたい。具体的には、セラミック粉末、分散媒、ゲル化剤等を混合して成形スラリーを調製した後、成形スラリーを、第1鋳込み型及び第2鋳込み型に注型し、固化する。その後、第1鋳込み型及び第2鋳込み型を離型することで、第1セラミック成形体22a及び第2セラミック成形体22bを得る。
First, in step S101 of FIG. 7, as shown in FIGS. 4A and 4B, a first ceramic molded
次に、ステップS102において、第1セラミック成形体22aを第2温度(例えば1200℃)で仮焼成して第1セラミック仮焼成体24aを作製し、ステップS103において、第2セラミック成形体22bを第1温度(例えば1000℃)で仮焼成して第2セラミック仮焼成体24bを作製する。
Next, in step S102, the first ceramic molded
その後、ステップS104において、図6Aに示すように、第1セラミック仮焼成体24a、第2セラミック仮焼成体24b及び第1電極18aを組み立てて第2組立体50Bを作製する。このとき、第1セラミック仮焼成体24aの第1貫通孔36aに第1電極18aを挿通し、さらに、第2セラミック仮焼成体24bの開口26を塞ぐように第1セラミック仮焼成体24aを挿入することで、第2組立体50Bを得る。
Thereafter, in step S104, as shown in FIG. 6A, the first ceramic temporary fired
具体的には、この場合も、第1セラミック仮焼成体24aの第1小円筒部34aが挿通する程度の貫通孔52を有する治具54を使い、治具54の貫通孔52に第1小円筒部34aを挿通して、治具54の上面54aに第1セラミック仮焼成体24aのプラグ部38を載置する。その後、第1電極18aを、第1セラミック仮焼成体24aの第1貫通孔36aに第1小円筒部34aの後端に向かって挿通する。このとき、第1電極軸40aの後端が第1セラミック仮焼成体24aの端面(プラグ部38の端面38a)に接触するまで、第1電極18aを第1貫通孔36aに挿通する。この段階で、第1電極18aの位置決めが完了する。そして、上方から第2セラミック仮焼成体24bの大円筒部30でプラグ部38を被覆するように治具54上に第2セラミック仮焼成体24bを載置することで、第2セラミック仮焼成体24bの開口26を塞ぐように第1セラミック仮焼成体24aを挿入することができる。この段階で、第2組立体50Bが完成する。
Specifically, in this case as well, a
その後、ステップS105において、治具54に第2組立体50Bを載置した状態で、該第2組立体50Bの緻密化及び透光化を目的として第3温度で本焼成して焼結体を得る。すなわち、発光部12、第1細管14a及び第2細管14bが一体化され、第1細管14aに第1電極18aが焼きばめにて封止された第2セラミックチューブ16Bを得る。このとき、第2組立体50Bが全体的に収縮するが、第1セラミック仮焼成体24aに比べ、第2セラミック仮焼成体24bが大きく収縮する。しかも、第1リード44aには、図2Bに示すような第1ストッパ46aが固定されていないため、第1電極軸40aの後端が第1セラミック仮焼成体24aのプラグ部38の端面38aに当接した状態が維持され、第1電極軸40aの後端が、発光部12の第1細管14a寄りの内面12a(セラミック壁面)に当接した状態となる。すなわち、第1電極軸40aの後端による第1電極18aの先端位置の位置決め状態は維持されることとなる。これは、複数の第2セラミックチューブ16B間で成形体の相対密度にばらつきがあったとしても、第1セラミックチューブ16Aを作製する場合と違って、第1電極18aの先端から位置決め部までの距離が短いため、収縮量が小さくなり、影響を受けにくくなる。これは、第1電極18aの先端位置の安定化につながる。また、第1リード44aと第1細管14aが密着するため、第2発光管10Bの中心軸に対する第1電極18aの位置が安定する。
Thereafter, in step S105, in a state where the
その後、ステップS106において、第2セラミックチューブ16Bの発光部12内に第2細管14bを通じて発光物質を導入する。そして、ステップS107において、第2細管14bに第2電極18bを挿入し、封止材20にて封止する。この段階で、第2発光管10Bが完成する。
Thereafter, in step S106, a luminescent material is introduced into the
上述した第2発光管10B及びその第2製造方法においては、第1発光管10Aの場合と同様に、製造工程の簡略化が可能で、色ばらつきの低減、寿命特性の改善、ランプ効率の向上、信頼性の向上を図ることができる。特に、この第2発光管10Bにおいては、第1電極18aを第1セラミック仮焼成体24aの内面(プラグ部38の端面38a)を使って位置決めすることができるため、第1電極18aの先端と第2発光管10Bの内面との距離が一定になり、色ばらつきの低減及びランプ効率の向上を図ることができる。
In the above-described
次に、第3の実施の形態に係る発光管(以下、第3発光管10Cと記す)について図8を参照しながら説明する。 Next, an arc tube according to a third embodiment (hereinafter referred to as a third arc tube 10C) will be described with reference to FIG.
第3発光管10Cは、図8に要部を示すように、上述した第2発光管10Bとほぼ同様の第3セラミックチューブ16Cを有するが、第1電極18aの構成が以下の点で異なる。
As shown in FIG. 8, the third arc tube 10 </ b> C includes a third ceramic tube 16 </ b> C that is substantially the same as the second arc tube 10 </ b> B described above, but the configuration of the
すなわち、第1電極18aは、軸方向の長さが第1細管の軸方向の長さよりも大とされた第1電極軸40aと、該第1電極軸40aのうち、第1コイル42aに近接する部分に固定され、長さ又は外径が第1セラミック仮焼成体24aの第1貫通孔36a(図6A参照)の内径よりも大とされた棒状又はリング状の第1ストッパ46aとを有する。
That is, the
そして、第3発光管10Cの作製過程において、第1電極軸40aを、例えば図6Aに示すように、第1セラミック仮焼成体24aの第1貫通孔36aに第1小円筒部34aの後端に向かって挿通することによって、第1ストッパ46aの後端が第1セラミック仮焼成体24aの端面(プラグ部38の端面38a)に当接することとなる。つまり、第1ストッパ46aの固定位置を、複数の第3発光管10C間で一定にすることで、第1ストッパ46aの後端が第1電極18aの先端位置を位置決めするための位置決め部として機能することになる。
Then, in the manufacturing process of the third arc tube 10C, the
この第3発光管10Cにおいても、図7と同様の第2発光管10Bを作製するための第2製造方法にて作製することができる。また、この第3発光管10Cにおいても、上述した第2発光管10Bと同様の効果を奏する。特に、第1電極18aの軸線と第2電極18bの軸線をほぼ一致させることができるため、発光効率をさらに向上させることができる。上記の説明は、第1電極軸40aを第1細管に焼きばめする構成としているが、第1電極軸40aの後方に第1リード44aを好ましくは同軸に連結し、第1リード44aの部分で焼きばめを行う構成とすると、第1電極軸40aと焼きばめ部の径をそれぞれ自由に選択できるため好ましい。
The third arc tube 10C can also be manufactured by the second manufacturing method for manufacturing the
次に、第4の実施の形態に係る発光管(以下、第4発光管10Dと記す)について図9を参照しながら説明する。
Next, an arc tube according to a fourth embodiment (hereinafter referred to as a
第4発光管10Dは、図9A及び図9Bに示すように、上述した第1発光管10Aとほぼ同様に、発光部12、第1細管14a及び第2細管14bが一体化され、第1細管14aに第1電極18aが焼きばめにて封止された第4セラミックチューブ16Dを有するが、以下の点で異なる。なお、第2電極18bはガラスフリット等の封止材20によって第2細管14bに封止されている。
As shown in FIGS. 9A and 9B, the
すなわち、図9Aに示すように、第1セラミック仮焼成体24aは、一方が第1開口26aとされた第1中空部28aを有する第1湾曲部56aと、該第1湾曲部56aのうち、前記第1開口26aと対向する部分に一体に設けられた第1小円筒部34aと、第1小円筒部34aの端部から第1湾曲部56aの内面まで貫通する第1貫通孔36aとを有する。
That is, as shown in FIG. 9A, the first ceramic
第2セラミック仮焼成体24bは、一方が第2開口26bとされた第2中空部28bを有する第2湾曲部56bと、該第2湾曲部56bのうち、第2開口26bと対向する部分に一体に設けられた第2小円筒部34bと、第2小円筒部34bの端部から第2湾曲部56bの内面まで貫通する第2貫通孔36bとを有する。
The second ceramic temporary fired
第1電極18aは、軸方向の長さが第1貫通孔36aの軸方向の長さよりも大とされた第1電極軸40aと、該第1電極軸40aの先端部に巻回された第1コイル42aとを有する。第1電極軸40aには、第1小円筒部34aの端部に接触することで、発光部12内での第1電極18aの先端位置を決める位置決め用のリング状の第1ストッパ46aが一体に形成されている。
The
この第4発光管10Dにおいても、図3と同様の第1発光管10Aを作製するための第1製造方法にて作製することができる。この場合、第1セラミック仮焼成体24aの第1開口26a側の端面と第2セラミック仮焼成体24bの第2開口26b側の端面を接合スラリーを用いて接合する。また、この第4発光管10Dにおいても、上述した第1発光管10Aと同様の効果を奏する。
The
次に、第5の実施の形態に係る発光管(以下、第5発光管10Eと記す)について図10A及び図10Bを参照しながら説明する。
Next, an arc tube according to a fifth embodiment (hereinafter referred to as a
第5発光管10Eは、図10A及び図10Bに示すように、上述した第2発光管とほぼ同様に、発光部12、第1細管14a及び第2細管14bが一体化され、第1細管14aに第1電極18aが焼きばめにて封止された第5セラミックチューブ16Eを有するが、以下の点で異なる。なお、第2電極18bはガラスフリット等の封止材20によって第2細管14bに封止されている。
As shown in FIGS. 10A and 10B, in the
すなわち、図10Aに示すように、第2セラミック仮焼成体24bの大円筒部30における底部32は、接合される第1セラミック仮焼成体24aに向かって凹とされた湾曲形状とされ、それに応じて中空部28側の内面も湾曲面となっている。第1セラミック仮焼成体24aにおけるプラグ部38の端面38aは、第2セラミック仮焼成体24bの湾曲面に対応して、接合される第2セラミック仮焼成体24bに向かって凹とされた湾曲面とされている。
That is, as shown in FIG. 10A, the
この第5発光管10Eにおいても、図7と同様の第2発光管10Bを作製するための第2製造方法にて作製することができる。また、この第5発光管10Eにおいても、上述した第2発光管10Bと同様の効果を奏する。
The
ここで、本実施の形態に係る製造方法に使用される材料等の好ましい態様について説明する。なお、上述した第1製造方法及び第2製造方法を一括していう場合は、単に「製造方法」と記し、上述した第1セラミック成形体22a及び第2セラミック成形体22bを一括していう場合は、単にセラミック成形体と記す。
Here, preferable aspects, such as a material used for the manufacturing method which concerns on this Embodiment, are demonstrated. In addition, when saying the 1st manufacturing method and the 2nd manufacturing method mentioned above collectively, it only describes as "manufacturing method", and when mentioning the 1st ceramic molded
(セラミック成形体)
上述した製造方法ではセラミック成形体を用意する。セラミック成形体の製法は従来各種の方法が公知であり、こうした方法を用いて容易に取得することができる。セラミック成形体の製法としては、例えば鋳込み型に無機粉末と有機化合物とを含む成形スラリーを鋳込み、有機化合物相互の化学反応、例えば分散媒とゲル化剤若しくはゲル化剤相互の化学反応により固化させた後、離型するゲルキャスト法により準備することができる。このような成形スラリーは、原料粉末のほか、分散媒、ゲル化剤を含み、粘性や固化反応調整のため分散剤、触媒を含んでいてもよい。以下、これらの各種成分について説明する。
(Ceramic molded body)
In the manufacturing method described above, a ceramic molded body is prepared. Various methods are conventionally known for producing a ceramic molded body, and can be easily obtained using such methods. As a method for producing a ceramic molded body, for example, a molding slurry containing an inorganic powder and an organic compound is cast into a casting mold and solidified by a chemical reaction between organic compounds, for example, a chemical reaction between a dispersion medium and a gelling agent or gelling agent. After that, it can be prepared by a gel casting method for releasing the mold. Such a forming slurry contains a dispersion medium and a gelling agent in addition to the raw material powder, and may contain a dispersing agent and a catalyst for adjusting viscosity and solidification reaction. Hereinafter, these various components will be described.
(原料粉末)
セラミック成形体に含まれるセラミック粉末としては、アルミナ、窒化アルミニウム、ジルコニア、YAG及びこれらの2種以上の混合物を例示することができる。焼結性や特性改善のための焼結助剤としては、酸化マグネシウムが挙げられるが、ZrO2、Y2O3、La2O3及びSc2O3が好ましいものとして挙げられる。
(Raw material powder)
Examples of the ceramic powder contained in the ceramic molded body include alumina, aluminum nitride, zirconia, YAG, and a mixture of two or more thereof. Examples of the sintering aid for improving the sinterability and characteristics include magnesium oxide, and ZrO 2 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 and Sc 2 O 3 are preferable.
(分散媒)
分散媒としては、反応性の分散媒を用いることが好ましい。例えば、反応性官能基を有する有機分散媒を用いることが好ましい。反応性官能基を有する有機分散媒は、後述するゲル化剤と化学結合し、すなわち、成形スラリーを固化可能な液状物質であること、及び注型が容易な高流動性の成形スラリーを形成できる液状いずれかの物質であること、の2つの条件を満たすことが好ましい。ゲル化剤と化学結合し、成形スラリーを固化するためには、反応性官能基、すなわち、水酸基、カルボキシル基、アミノ基のようなゲル化剤と化学結合を形成し得る官能基を分子内に有していることが好ましい。
(Dispersion medium)
As the dispersion medium, it is preferable to use a reactive dispersion medium. For example, it is preferable to use an organic dispersion medium having a reactive functional group. The organic dispersion medium having a reactive functional group can be chemically bonded to a gelling agent described later, that is, a liquid substance capable of solidifying the molding slurry, and can form a highly fluid molding slurry that can be easily cast. It is preferable to satisfy the two conditions of being either a liquid substance. In order to chemically bond with the gelling agent and solidify the molding slurry, a reactive functional group, that is, a functional group capable of forming a chemical bond with the gelling agent such as a hydroxyl group, a carboxyl group, or an amino group is included in the molecule. It is preferable to have.
一方、注型が容易な高流動性のある成形スラリーを形成するには、可能な限り粘性の低い有機分散媒を用いることが好ましく、特に、温度20℃における粘度が20cps以下の物質を使用することが好ましい。 On the other hand, in order to form a molding slurry having high fluidity that is easy to cast, it is preferable to use an organic dispersion medium having a viscosity as low as possible, and in particular, a substance having a viscosity at 20 ° C. of 20 cps or less is used. It is preferable.
また、多価アルコールや多塩基酸も成形スラリーを大きく増粘させない程度の量であれば、強度補強のために使用することは有効である。 In addition, it is effective to use polyhydric alcohol and polybasic acid for strength reinforcement as long as they do not greatly thicken the molding slurry.
(ゲル化剤)
ゲル化剤は、分散媒に含まれる反応性官能基と反応して固化反応を引き起こすものであり、例えば国際公開第2002/085590号パンフレットの21頁〜22頁9行目に記載されているが、以下を例示するものも用いることができる。
(Gelling agent)
The gelling agent reacts with the reactive functional group contained in the dispersion medium to cause a solidification reaction, and is described, for example, on page 21 to page 22 line 9 of WO 2002/085590. Those exemplified below can also be used.
ゲル化剤の反応性官能基は、溝形状を維持しつつ接合を行うために、固化反応を引き起こした後、接合の際の荷重で変形しないだけの強度が得られるものが望ましい。こういった観点より、特に固化反応後の耐溶剤性の高く、加えて反応性分散材との反応性が高いイソシアナート基(−N=C=O)、及び/又はイソチオシアナート基(−N=C=S)を有するゲル化剤を選択することが好ましい。 It is desirable that the reactive functional group of the gelling agent should be strong enough to not be deformed by a load at the time of bonding after causing a solidification reaction in order to perform bonding while maintaining the groove shape. From this point of view, an isocyanate group (—N═C═O) and / or an isothiocyanate group (−) having particularly high solvent resistance after the solidification reaction and additionally high reactivity with the reactive dispersant. It is preferred to select a gelling agent having N = C = S).
セラミック成形体を製造するための成形スラリーは、特開2008−44344号公報や、国際公開第2002/085590号パンフレットに記載されている内容を例示できるが、例えば、以下のようにして調製することができる。まず、分散媒に原料粉末を分散させて成形スラリーとした後、ゲル化剤を添加するか、あるいは分散媒に原料粉末とゲル化剤とを同時に添加して分散して成形スラリーとすることができる。 The molding slurry for producing the ceramic molded body can be exemplified by the contents described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-44344 and International Publication No. 2002/085590. For example, it is prepared as follows. Can do. First, the raw material powder is dispersed in a dispersion medium to form a molding slurry, and then a gelling agent is added, or the raw material powder and the gelling agent are simultaneously added to the dispersion medium and dispersed to form a molding slurry. it can.
(焼結体(セラミックチューブ)の作製)
次に、用意した2以上のセラミック成形体、又はセラミック成形体を大気中で仮焼成して得られたセラミック仮焼体を、第1電極と共に、上述した治具等を用いて組み立てて組立体又は接合体を作製する。その後、組立体又は接合体を焼成して焼結体を得る。焼結工程に先立って、組立体又は接合体を脱脂又は仮焼することができる。
(Production of sintered body (ceramic tube))
Next, two or more prepared ceramic molded bodies, or a ceramic calcined body obtained by calcining the ceramic molded body in the atmosphere, is assembled using the above-described jig or the like together with the first electrode. Alternatively, a joined body is produced. Thereafter, the assembly or bonded body is fired to obtain a sintered body. Prior to the sintering step, the assembly or joined body can be degreased or calcined.
(電極)
セラミックチューブに焼きばめ、又は封着する電極の材質は、各種公知なものを用いることができる。例えば、電極軸及びコイルはW(タングステン)、リードについてはW、Mo(モリブデン)、Nb(ニオブ)、Ir(イリジウム)、Re(レニウム)、Ru(ルテニウム)等が融点、熱膨張の観点から好ましいものとして挙げられる。
(electrode)
Various known materials can be used for the electrode material that is shrink-fitted or sealed on the ceramic tube. For example, the electrode shaft and coil are W (tungsten), and the lead is W, Mo (molybdenum), Nb (niobium), Ir (iridium), Re (rhenium), Ru (ruthenium), etc. from the viewpoint of melting point and thermal expansion. It is mentioned as preferable.
(接合スラリー)
セラミック仮焼成体同士を接合して接合体を得る場合は、接合スラリーを用意する。接合スラリーは、化学反応により固化しない非自己硬化性のスラリーであることが好ましい。接合スラリーには、既に説明した成形スラリーに用いることのできる原料粉末、非反応性分散媒のほか、ポリビニルアセタール樹脂及びエチルセルロース等の各種バインダを用いることができる。また、適宜DOP(フタル酸ビス(2−エチルヘキシル))等の分散剤や、混合時の粘性調節のためのアセトンやイソプロパノール等の有機溶剤も用いることができる。
(Joining slurry)
When joining ceramic pre-fired bodies to obtain a joined body, a joining slurry is prepared. The joining slurry is preferably a non-self-curing slurry that does not solidify by a chemical reaction. For the bonding slurry, various binders such as polyvinyl acetal resin and ethyl cellulose can be used in addition to the raw material powder and non-reactive dispersion medium that can be used for the molding slurry already described. Further, a dispersant such as DOP (bis (2-ethylhexyl phthalate)) or an organic solvent such as acetone or isopropanol for adjusting the viscosity at the time of mixing can also be used.
接合スラリーは、原料粉末、溶媒、バインダをトリロールミル、ポットミル等を用いる通常のセラミックスペーストやスラリーの製造方法を用いて混合することにより得ることができる。分散剤や有機溶剤は適宜混合することができる。具体的には、ブチルカルビトール、酢酸ブチルカルビトール及びテルピネオール等を用いることができる。 The joining slurry can be obtained by mixing raw material powder, a solvent, and a binder using a normal ceramic paste using a tri-roll mill, a pot mill, or the like, or a slurry production method. A dispersant and an organic solvent can be appropriately mixed. Specifically, butyl carbitol, butyl carbitol acetate, terpineol, or the like can be used.
[第1実施例]
実施例1及び2、比較例1に係る製造方法で作製した発光管のクラックの発生状況、発光部のリーク量を測定した。さらに、第1電極の先端位置のばらつき(セラミック壁面から第1電極の先端位置までの距離のばらつき)を確認した。
[First embodiment]
The occurrence of cracks in the arc tube produced by the manufacturing methods according to Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 and the amount of leakage of the light emitting part were measured. Furthermore, the variation in the tip position of the first electrode (the variation in the distance from the ceramic wall surface to the tip position of the first electrode) was confirmed.
(実施例1)
図3に示す第1製造方法に基づいて、図1に示す10個の発光管(第1発光管10A)を作製した。この場合、第1セラミックチューブ16Aの第1細管14aの内径を0.5mm、第2細管12bの内径を0.8mmとした。
Example 1
Based on the first manufacturing method shown in FIG. 3, ten arc tubes (
先ず、第1セラミック成形体22a及び第2セラミック成形体22b(図4A及び図4B参照)を作製するための成形スラリーを以下のようにして調製した。すなわち、原料粉末としてアルミナ粉末100重量部及びマグネシア0.025重量部、分散媒として多塩基酸エステル30重量部、ゲル化剤としてMDI樹脂4重量部、分散剤2重量部、触媒としてトリエチルアミン0.2重量部を混合して成形スラリーとした。
First, a molding slurry for producing the first ceramic molded
この成形スラリーを、アルミニウム合金製の第1鋳込み型及び第2鋳込み型に室温で注型後、室温で1時間放置し、固化してから離型した。さらに、室温、次いで温度90℃のそれぞれの温度にて2時間放置して、それぞれ10個の第1セラミック成形体22a及び第2セラミック成形体22bを得た。
This molding slurry was poured into a first casting mold and a second casting mold made of aluminum alloy at room temperature, left at room temperature for 1 hour, solidified, and then released. Furthermore, it was left to stand at room temperature and then at a temperature of 90 ° C. for 2 hours to obtain 10 first ceramic molded
その後、上述のようにして作製した第1セラミック成形体22aを大気中で温度1000℃で仮焼成して第1セラミック仮焼成体24aを作製し、第2セラミック成形体22bを大気中で温度1200℃で仮焼して第2セラミック仮焼成体24bを作製した。その後、図2Aの治具54を用いて、第2セラミック仮焼成体24b、第1セラミック仮焼成体24a及び第1電極18aを順に組み立てて第1組立体50Aを作製した後、水素:窒素=3:1の雰囲気中、温度1800℃で焼成し、緻密化及び透光化させた。第1電極18aの外径は第1細管14aの内径の1.01〜1.04倍となるよう、0.505〜0.52mmの範囲のものを使用した。また、電極先端の第1コイル42aの径はいずれも0.7mmとした。この結果、第1組立体50Aから、発光部12の外径11mm、第1細管14a及び第2細管14bの軸方向の長さが17mmであって、第1細管14aに第1電極18aが焼きばめにて封止された焼結体(第1セラミックチューブ16A)を得た。その後、第2細管14b内に第2電極18bをガラスフリットで封止して10個の実施例1に係る発光管(第1発光管10A)を作製した。第2電極18bの外径は第2細管14bに引っかからずに入るよう、0.72mmのものを使用した。
Thereafter, the first ceramic molded
得られた10個の発光管は、クラックや変形は認められなかった。水中急冷法で耐熱衝撃性を評価したところ、各発光管は、150℃でもクラックが発生せず、第1電極18a及び第2電極18bのない同形状のセラミックチューブと同じレベルであった。さらに、これらの発光管につき、耐熱衝撃性評価のあと、Heリーク測定機にて発光部のリーク量を測定したところ、いずれも1×10-8atm・cc/秒以下であった。また、試作した10個の発光管のセラミック壁面12aから第1電極18aの先端位置までの距離のばらつきを評価したところ、距離が最大のものと最小のものの差は0.10mmであった。また、第1電極18aの発光管の中心軸からのずれ量を測定したところ、いずれも0.01mm以下であった。
The ten arc tubes obtained were not cracked or deformed. When the thermal shock resistance was evaluated by an underwater quenching method, each arc tube was not cracked even at 150 ° C. and was at the same level as a ceramic tube having the same shape without the
(実施例2)
図7に示す第2製造方法に基づいて、図5に示す10個の焼結体(第2セラミックチューブ16B)を作製した。この場合も、第1細管14aの内径を第2細管14bの内径よりも小さくした。
(Example 2)
Ten sintered bodies (second
先ず、上述した実施例1と同様にして、それぞれ10個の第1セラミック成形体22a及び第2セラミック成形体22b(図4A及び図4B参照)を作製した。
First, ten first ceramic molded
その後、上述のようにして作製した第1セラミック成形体22aを大気中で温度1200℃で仮焼成して第1セラミック仮焼成体24aを作製し、第2セラミック成形体22bを大気中で温度1000℃で仮焼して第2セラミック仮焼成体24bを作製した。その後、図6Aの治具54を用いて、第1セラミック仮焼成体24a、第1電極18a及び第2セラミック仮焼成体24bを順に組み立てて第2組立体50Bを作製した後、水素:窒素=3:1の雰囲気中、温度1800℃で焼成し、緻密化及び透光化させた。この結果、第2組立体50Bから、発光部12の外径11mm、第1細管14a及び第2細管14bの軸方向の長さが17mmであって、第1細管14aに第1電極18aが焼きばめにて封止された焼結体(第2セラミックチューブ16B)を得た。その後、第2細管14b内に第2電極18bをガラスフリットで封止して10個の実施例2に係る発光管(第2発光管10B)を作製した。
Thereafter, the first ceramic molded
得られた10個の発光管は、クラックや変形は認められなかった。水中急冷法で耐熱衝撃性を評価したところ、各発光管は、150℃でもクラックが発生せず、第1電極18a及び第2電極18bのない同形状のセラミックチューブと同じレベルであった。さらに、これらの発光管につき、耐熱衝撃性評価のあと、Heリーク測定機にて発光部のリーク量を測定したところ、いずれも1×10-8atm・cc/秒以下であった。また、試作した10個の発光管のセラミック壁面12aから第1電極18aの先端位置までの距離のばらつきを評価したところ、距離が最大のものと最小のものの差は0.05mmであった。また、第1電極18aの発光管の中心軸との距離について設計値からのずれ量を測定したところ、いずれも0.01mm以下であった。
The ten arc tubes obtained were not cracked or deformed. When the thermal shock resistance was evaluated by an underwater quenching method, each arc tube was not cracked even at 150 ° C. and was at the same level as a ceramic tube having the same shape without the
(比較例1)
図3に示す第1製造方法に基づいて、図1に類似した10個の発光管を作製した。この場合、第1細管14aの内径と第2細管14bの内径を0.8mmにした。
(Comparative Example 1)
Based on the first manufacturing method shown in FIG. 3, ten arc tubes similar to FIG. 1 were produced. In this case, the inner diameter of the
先ず、上述した実施例1と同様にして、それぞれ10個の第1セラミック成形体22a及び第2セラミック成形体22bを作製した。
First, ten first ceramic molded
その後、上述のようにして作製した第1セラミック成形体22aを大気中で温度1000℃で仮焼成して第1セラミック仮焼成体24aを作製し、第2セラミック成形体22bを大気中で温度1200℃で仮焼して第2セラミック仮焼成体24bを作製した。その後、図2Aの治具54を用いて、第1セラミック仮焼成体24a及び第2セラミック仮焼成体24bを順に組み立てて組立体を作製した後、水素:窒素=3:1の雰囲気中、温度1800℃で焼成し、緻密化及び透光化させた。この結果、組立体から、発光部12の外径11mm、第1細管14a及び第2細管14bの軸方向の長さが17mmであって、第1細管14a及び第2細管14bにそれぞれ電極が挿入されていない焼結体(セラミックチューブ)を得た。その後、第1細管14a及び第2細管14b内にそれぞれ第1電極18a及び第2電極18bをガラスフリットで封止して10個の比較例1に係る発光管を作製した。
Thereafter, the first ceramic molded
得られた10個の発光管は、クラックや変形は認められなかった。しかし、水中急冷法で耐熱衝撃性を評価したところ、各発光管は、温度150℃で第1細管14aのフリット封止部によりクラックが発生した。さらに、これらの発光管について、耐熱衝撃性評価のあと、Heリーク測定機にてリーク量を測定したところ、10個の焼結体のうち、2つの発光管でリークが発生した。また、試作した10個の発光管のセラミック壁面12aから電極の先端位置までの距離のばらつきを評価したところ、距離が最大のものと最小のものの差は0.10mmであった。また、第1電極18aの発光管の中心軸からのずれ量を測定したところ、0.03mm〜0.04mmであった。
The ten arc tubes obtained were not cracked or deformed. However, when the thermal shock resistance was evaluated by an underwater quenching method, each arc tube was cracked at a temperature of 150 ° C. due to the frit sealing portion of the first
[第2実施例]
図3に示す第1製造方法で作製した発光管について、第1電極18aの第1リード44a(焼きばめ部)の径を変化させた場合のクラックの発生状況、第1電極の先端の変形(倒れ)の発生状況を確認した。
[Second Embodiment]
In the arc tube manufactured by the first manufacturing method shown in FIG. 3, the crack generation state when the diameter of the
(実施例3)
図3に示す第1製造方法に基づいて、第1電極18aの第1リード44a(焼きばめ部)の径を0.18mmとした点以外は、上述した実施例1と同様にして、図1に示す10個の発光管(第1発光管10A)を作製した。
(Example 3)
Based on the first manufacturing method shown in FIG. 3, except that the diameter of the
(実施例4)
図3に示す第1製造方法に基づいて、第1電極18aの第1リード44aの径を0.50mmとした点以外は、上述した実施例1と同様にして、図1に示す10個の発光管(第1発光管10A)を作製した。
Example 4
Based on the first manufacturing method shown in FIG. 3, the ten leads shown in FIG. 1 are the same as in the first embodiment except that the diameter of the
(参考例1)
図3に示す第1製造方法に基づいて、第1電極18aの第1リード44aの径を0.15mmとした点以外は、上述した実施例1と同様にして、図1に示す10個の発光管(第1発光管10A)を作製した。
(Reference Example 1)
Based on the first manufacturing method shown in FIG. 3, the ten leads shown in FIG. 1 are the same as in the first embodiment except that the diameter of the
(参考例2)
図3に示す第1製造方法に基づいて、第1電極18aの第1リード44aの径を0.60mmとした点以外は、上述した実施例1と同様にして、図1に示す10個の発光管(第1発光管10A)を作製した。
(Reference Example 2)
Based on the first manufacturing method shown in FIG. 3, the ten leads shown in FIG. 1 are the same as in the first embodiment except that the diameter of the
<評価>
評価は以下のように行った。
(第1細管のクラック発生数)
得られた各発光管において、第1細管にクラックが発生しているかどうかを検査し、参考例1、2、実施例3、4において、それぞれ10個の発光管のうち、クラックが発生している個数を確認した。
<Evaluation>
Evaluation was performed as follows.
(Number of cracks in the first tubule)
In each arc tube obtained, it was inspected whether or not a crack was generated in the first capillary tube. In Reference Examples 1, 2, and Examples 3 and 4, cracks occurred in 10 arc tubes each. I confirmed the number.
(電極先端の変形)
得られた各発光管において、第1電極の先端部の軸線が第1リード44a(焼きばめられた部分)の軸線に対して倒れているかどうか、すなわち、電極先端が変形しているかどうかを検査し、参考例1、2、実施例3、4において、それぞれ10個の発光管のうち、電極先端が変形している個数を確認した。
(Deformation of electrode tip)
In each arc tube obtained, whether the axis of the tip of the first electrode is tilted with respect to the axis of the
(評価結果)
評価結果を表1に示す。
The evaluation results are shown in Table 1.
表1に示す結果から、第1電極18aの焼きばめ部の径として、0.18〜1.50mmの範囲が好ましいことがわかる。これは、図7に示す第2製造方法に基づいて発光管を作製した場合でも同様の結果が得られた。
From the results shown in Table 1, it can be seen that the diameter of the shrink-fitted portion of the
[第3実施例]
図3に示す第1製造方法で作製した発光管について、第1電極18aの先端部の径の第1細管14aの内径に対する倍率を変化させた場合のランプの有効時間とランプ効率を確認した。
[Third embodiment]
With respect to the arc tube produced by the first manufacturing method shown in FIG. 3, the lamp effective time and the lamp efficiency were confirmed when the magnification of the diameter of the tip of the
(実施例5)
図3に示す第1製造方法に基づいて、第1電極18aの先端部の径の第1細管14aの内径に対する倍率を1.2とした点以外は、上述した実施例1と同様にして、図1に示す10個の発光管(第1発光管10A)を作製した。
(Example 5)
Based on the first manufacturing method shown in FIG. 3, except that the magnification of the diameter of the tip of the
(実施例6)
図3に示す第1製造方法に基づいて、上述の倍率を4とした点以外は、上述した実施例1と同様にして、図1に示す10個の発光管(第1発光管10A)を作製した。
(Example 6)
Based on the first manufacturing method shown in FIG. 3, the ten arc tubes (
(参考例3)
図3に示す第1製造方法に基づいて、上述の倍率を1.1とした点以外は、上述した実施例1と同様にして、図1に示す10個の発光管(第1発光管10A)を作製した。
(Reference Example 3)
Based on the first manufacturing method shown in FIG. 3, the ten arc tubes (
(参考例4)
図3に示す第1製造方法に基づいて、上述の倍率を5とした点以外は、上述した実施例1と同様にして、図1に示す10個の発光管(第1発光管10A)を作製した。
(Reference Example 4)
Based on the first manufacturing method shown in FIG. 3, the ten arc tubes (
<評価>
評価は以下のように行った。
(ランプの有効時間)
得られた各発光管に対して連続点灯試験を行って、点灯開始時点から明るさが点灯開始時の80%に低下した時点までの時間(ランプとして機能する有効時間)を計測した。
<Evaluation>
Evaluation was performed as follows.
(Lamp effective time)
A continuous lighting test was performed on each arc tube obtained, and the time from the lighting start time to the time when the brightness decreased to 80% at the start of lighting (effective time functioning as a lamp) was measured.
そして、実施例5の有効時間をh(時間)として、実施例6、参考例3、4の割合をみた。 And the effective time of Example 5 was set to h (hour), and the ratio of Example 6 and the reference examples 3 and 4 was seen.
(ランプ効率)
ランプ効率は、実施例5のランプ効率を100とした相対値にて示した。
(Lamp efficiency)
The lamp efficiency is shown as a relative value with the lamp efficiency of Example 5 as 100.
(評価結果)
評価結果を表2に示す。
The evaluation results are shown in Table 2.
表2に示す結果から、第1電極18aの先端部の径の第1細管14aの内径に対する倍率として、1.2〜4の範囲が好ましいことがわかる。これは、図7に示す第2製造方法に基づいて発光管を作製した場合でも同様の結果が得られた。
From the results shown in Table 2, it can be seen that the range of 1.2 to 4 is preferable as the magnification of the diameter of the tip of the
[第4実施例]
図3に示す第1製造方法で作製した発光管(直流電源により点灯させるタイプ)について、第1電極18aのうち、第1細管14aに封止された部分の径の、第2電極18bのうち、第2細管14bに封止された部分の径に対する倍率(以下、第1電極18aの径の第2電極18bの径に対する倍率という)を変化させた場合のカソード側(第1細管側)のクラックの発生状況とランプ効率を確認した。
[Fourth embodiment]
Regarding the arc tube (type to be lit by a DC power supply) manufactured by the first manufacturing method shown in FIG. 3, of the
(実施例7)
図3に示す第1製造方法に基づいて、第1電極18aの径の第2電極18bの径に対する倍率を0.9とした点以外は、上述した実施例1と同様にして、図1に示す10個の発光管(第1発光管10A)を作製した。
(Example 7)
1 based on the first manufacturing method shown in FIG. 3, except that the magnification of the diameter of the
(実施例8)
図3に示す第1製造方法に基づいて、上述の倍率を0.2とした点以外は、上述した実施例1と同様にして、図1に示す10個の発光管(第1発光管10A)を作製した。
(Example 8)
Based on the first manufacturing method shown in FIG. 3, the ten arc tubes (
(参考例5)
図3に示す第1製造方法に基づいて、上述の倍率を1.0とした点以外は、上述した実施例1と同様にして、図1に示す10個の発光管(第1発光管10A)を作製した。
(Reference Example 5)
Based on the first manufacturing method shown in FIG. 3, the ten arc tubes (
(参考例6)
図3に示す第1製造方法に基づいて、上述の倍率を0.1とした点以外は、上述した実施例1と同様にして、図1に示す10個の発光管(第1発光管10A)を作製した。
(Reference Example 6)
Based on the first manufacturing method shown in FIG. 3, the ten arc tubes (
<評価>
評価は以下のように行った。
(カソード側のクラック発生数)
得られた各発光管において、カソード側(第1細管側)にクラックが発生しているかどうかを検査し、参考例5、6、実施例7、8において、それぞれ10個の発光管のうち、クラックが発生している個数を確認した。
<Evaluation>
Evaluation was performed as follows.
(Number of cathode side cracks)
In each arc tube obtained, the cathode side (first capillary tube side) is inspected for cracks, and in Reference Examples 5, 6, and Examples 7 and 8, each of 10 arc tubes, The number of cracks was confirmed.
(ランプ効率)
ランプ効率は、実施例7のランプ効率を100とした相対値にて示した。
(Lamp efficiency)
The lamp efficiency is shown as a relative value with the lamp efficiency of Example 7 as 100.
(評価結果)
評価結果を表3に示す。
The evaluation results are shown in Table 3.
表3に示す結果から、第1電極18aの径の第2電極18bの径に対する倍率として、0.2〜0.9の範囲が好ましいことがわかる。これは、図7に示す第2製造方法に基づいて発光管を作製した場合でも同様の結果が得られた。
From the results shown in Table 3, it can be seen that the ratio of the diameter of the
なお、本発明に係る発光管及びその製造方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。 It should be noted that the arc tube and the manufacturing method thereof according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
10A〜10E…第1発光管〜第5発光管 12…発光部
14a…第1細管 14b…第2細管
16A〜16E…第1セラミックチューブ〜第5セラミックチューブ
18a…第1電極 18b…第2電極
20…封止材 22a…第1セラミック成形体
22b…第2セラミック成形体 24a…第1セラミック仮焼成体
24b…第1セラミック仮焼成体 34a…第1小円筒部
34b…第2小円筒部 36a…第1貫通孔
36b…第2貫通孔 38…プラグ部
40a…第1電極軸 42a…第1コイル
44a…第1リード 46a…第1ストッパ
46b…第2ストッパ 50A…第1組立体
50B…第2組立体 56a…第1湾曲部
56b…第2湾曲部
10A to 10E ... 1st arc tube-
Claims (15)
前記第1細管に前記第1電極が焼きばめによって封止されていることを特徴とする発光管。 A ceramic tube having a light emitting portion that emits light inside and a first thin tube and a second thin tube integrally formed on both sides of the light emitting portion, and a first electrode on the first thin tube of the ceramic tube. In the arc tube in which the second electrode is inserted and sealed in the second capillary,
An arc tube characterized in that the first electrode is sealed by shrink fitting in the first thin tube.
前記第1電極のうち、前記第1細管に焼きばめられた部分の径が、0.18mm以上0.5mm以下であることを特徴とする発光管。 The arc tube of claim 1, wherein
The arc tube according to claim 1, wherein a diameter of a portion of the first electrode that is shrink-fitted into the first capillary is 0.18 mm or more and 0.5 mm or less.
前記第1電極の先端部の径が、0.22mm以上2.0mm以下であり、前記第1細管の内径の1.2倍以上4倍以下であることを特徴とする発光管。 The arc tube of claim 1, wherein
The diameter of the front-end | tip part of the said 1st electrode is 0.22 mm or more and 2.0 mm or less, and is 1.2 times or more and 4 times or less of the internal diameter of a said 1st thin tube, The arc tube characterized by the above-mentioned.
前記第1電極がカソード電極、前記第2電極がアノード電極であり、前記第1電極のうち、第1細管に封止された部分の径が、前記第2電極のうち、前記第2細管に封止された部分の径の0.2倍以上0.9倍以下であることを特徴とする発光管 The arc tube according to claim 1, wherein the arc tube is lit by a DC power source,
The first electrode is a cathode electrode, the second electrode is an anode electrode, and a diameter of a portion of the first electrode sealed by the first capillary is the second capillary of the second electrode. An arc tube having a diameter of 0.2 to 0.9 times the diameter of the sealed portion
前記セラミックチューブは、後に第1細管となる第1小円筒部が一体に設けられた第1部材と、後に第2細管となる第2小円筒部が一体に設けられた第2部材と、前記第1電極とが組み立てられ、焼成されて構成されていることを特徴とする発光管。 The arc tube of claim 1, wherein
The ceramic tube includes a first member integrally provided with a first small cylindrical portion to be a first thin tube later, a second member integrally provided with a second small cylindrical portion to be a second thin tube later, An arc tube characterized in that the first electrode is assembled and fired.
前記第1電極は、前記第1細管の端部に接触することで、前記発光部内での前記第1電極の先端位置を決める位置決め部を有することを特徴とする発光管。 The arc tube of claim 5, wherein
The arc tube according to claim 1, wherein the first electrode has a positioning portion that determines a tip position of the first electrode in the light emitting portion by contacting an end portion of the first thin tube.
前記第1電極は、前記第1部材における前記発光部側の内面に接触することで、前記発光部内での前記第1電極の先端位置を決める位置決め部を有することを特徴とする発光管。 The arc tube of claim 5, wherein
The arc tube according to claim 1, wherein the first electrode has a positioning portion that determines a tip position of the first electrode in the light emitting portion by contacting an inner surface of the first member on the light emitting portion side.
前記第1部材は、一方が開口とされた中空部を有する円筒部と、該円筒部のうち、前記開口と対向する部分に一体に設けられた前記第1小円筒部とを有し、
前記第2部材は、前記円筒部の前記開口を閉塞するプラグ部と、該プラグ部の中心部分に一体に設けられた前記第2小円筒部とを有することを特徴とする発光管。 The arc tube of claim 5, wherein
The first member has a cylindrical portion having a hollow portion, one of which is an opening, and the first small cylindrical portion provided integrally with a portion of the cylindrical portion facing the opening,
The arc tube according to claim 1, wherein the second member includes a plug portion that closes the opening of the cylindrical portion, and the second small cylindrical portion that is integrally provided at a central portion of the plug portion.
前記第2部材は、一方が開口とされた中空部を有する円筒部と、該円筒部のうち、前記開口と対向する部分に一体に設けられた前記第2小円筒部とを有し、
前記第1部材は、前記円筒部の前記開口を閉塞するプラグ部と、該プラグ部の中心部分に一体に設けられた前記第1小円筒部とを有することを特徴とする発光管。 The arc tube of claim 5, wherein
The second member has a cylindrical portion having a hollow portion, one of which is an opening, and the second small cylindrical portion provided integrally with a portion of the cylindrical portion facing the opening,
The arc tube according to claim 1, wherein the first member includes a plug portion that closes the opening of the cylindrical portion, and the first small cylindrical portion that is integrally provided at a central portion of the plug portion.
前記第1部材は、一方が第1開口とされた中空部を有する第1湾曲部と、該第1湾曲部のうち、前記第1開口と対向する部分に一体に設けられた前記第1小円筒部とを有し、
前記第2部材は、一方が第2開口とされた中空部を有する第2湾曲部と、該第2湾曲部のうち、前記第2開口と対向する部分に一体に設けられた前記第2小円筒部とを有し、
前記セラミックチューブは、前記第1部材と前記第2部材とが、前記第1開口と前記第2開口とが対向するようにして接合されて構成されていることを特徴とする発光管。 The arc tube of claim 5, wherein
The first member includes a first bending portion having a hollow portion, one of which is a first opening, and the first small portion provided integrally with a portion of the first bending portion facing the first opening. A cylindrical portion,
The second member includes a second bending portion having a hollow portion, one of which is a second opening, and the second small portion provided integrally with a portion of the second bending portion facing the second opening. A cylindrical portion,
The arc tube according to claim 1, wherein the ceramic tube is formed by joining the first member and the second member so that the first opening and the second opening face each other.
第1セラミック成形体を仮焼成して、後に前記第1細管となる第1小円筒部と該第1小円筒部に軸方向に形成された第1貫通孔とを有する第1部材を作製する第1部材作製工程と、
第2セラミック成形体を仮焼成して、後に前記第2細管となる第2小円筒部と該第2小円筒部に軸方向に形成された第2貫通孔とを有する第2部材を作製する第2部材作製工程と、
前記第1部材、前記第2部材及び前記第1電極を組み立てて組立体を作製する組立工程と、
前記組立体を本焼成して前記発光部、前記第1細管及び前記第2細管を有するセラミックチューブを作製すると共に、前記第1電極を前記第1細管に焼きばめにて封止するセラミックチューブ作製工程と、
前記セラミックチューブの前記発光部内に前記第2細管を通じて発光物質を導入する工程と、
前記第2細管に前記第2電極を挿入封止する電極封止工程とを有することを特徴とする発光管の製造方法。 A ceramic tube having a light emitting portion that emits light inside and a first thin tube and a second thin tube integrally formed on both sides of the light emitting portion, and a first electrode on the first thin tube of the ceramic tube. In the manufacturing method of the arc tube in which the second electrode is inserted and sealed in the second capillary,
The first ceramic molded body is pre-fired to produce a first member having a first small cylindrical portion that will later become the first thin tube and a first through hole formed in the first small cylindrical portion in the axial direction. A first member manufacturing step;
The second ceramic molded body is pre-fired to produce a second member having a second small cylindrical portion that will later become the second thin tube and a second through hole formed in the second small cylindrical portion in the axial direction. A second member manufacturing step;
An assembly step of assembling the first member, the second member, and the first electrode to produce an assembly;
The ceramic body is fired to produce a ceramic tube having the light emitting portion, the first capillary tube, and the second capillary tube, and the first electrode is sealed to the first capillary tube by shrink fitting. Production process;
Introducing a luminescent material through the second capillary into the light emitting part of the ceramic tube;
A method for manufacturing an arc tube, comprising: an electrode sealing step of inserting and sealing the second electrode into the second thin tube.
前記第1部材作製工程は、前記第1セラミック成形体を第1温度にて仮焼成して前記第1部材を作製し、
前記第2部材作製工程は、前記第2セラミック成形体を前記第1温度よりも高い第2温度にて仮焼成して前記第2部材を作製し、
前記セラミックチューブ作製工程は、前記組立体を前記第2温度よりも高い第3温度で本焼成して前記セラミックチューブを作製することを特徴とする発光管の製造方法。 In the manufacturing method of the arc tube according to claim 11,
In the first member manufacturing step, the first ceramic molded body is temporarily fired at a first temperature to prepare the first member,
In the second member manufacturing step, the second ceramic molded body is pre-fired at a second temperature higher than the first temperature to prepare the second member,
In the ceramic tube manufacturing step, the ceramic tube is manufactured by firing the assembly at a third temperature higher than the second temperature.
前記第1電極は、先端部の径が前記第1貫通孔の径よりも小さく、後端部分に前記第1電極の先端位置を決める位置決め部を有し、
前記組立工程は、
前記第1部材と前記第2部材とが対向するようにして、前記第2部材、前記第1部材及び前記第1電極の順に組み立て、
前記第1電極を、前記第1部材の前記第1貫通孔に、前記位置決め部が前記第1小円筒部の後端に接触するまで挿通することを特徴とする発光管の製造方法。 The method of manufacturing an arc tube according to claim 12,
The first electrode has a positioning portion for determining a tip position of the first electrode at a rear end portion, the tip portion having a diameter smaller than the diameter of the first through hole,
The assembly process includes
Assembling the second member, the first member, and the first electrode in this order so that the first member and the second member face each other,
The method of manufacturing an arc tube, wherein the first electrode is inserted into the first through hole of the first member until the positioning portion contacts a rear end of the first small cylindrical portion.
前記第1部材作製工程は、前記第1セラミック成形体を第1温度にて仮焼成して前記第1部材を作製し、
前記第2部材作製工程は、前記第2セラミック成形体を前記第1温度よりも低い第2温度にて仮焼成して前記第2部材を作製し、
前記セラミックチューブ作製工程は、前記組立体を前記第1温度よりも高い第3温度で本焼成して前記セラミックチューブを作製することを特徴とする発光管の製造方法。 In the manufacturing method of the arc tube according to claim 11,
In the first member manufacturing step, the first ceramic molded body is temporarily fired at a first temperature to prepare the first member,
In the second member manufacturing step, the second ceramic molded body is temporarily fired at a second temperature lower than the first temperature to manufacture the second member,
In the ceramic tube manufacturing step, the ceramic tube is manufactured by firing the assembly at a third temperature higher than the first temperature.
前記第1電極は、先端部の径が前記第1貫通孔の径よりも大きく、先端部分に前記第1電極の先端位置を決める位置決め部を有し、
前記組立工程は、
前記第1部材と前記第2部材とが対向するようにして、前記第1部材、前記第1電極及び前記第2部材の順に組み立て、
前記第1電極を、前記第1貫通孔に、前記位置決め部が前記第2部材と対向する端面に接触するまで挿通する工程を有することを特徴とする発光管の製造方法。 The method of manufacturing an arc tube according to claim 14,
The first electrode has a positioning portion for determining the tip position of the first electrode at the tip portion, the tip portion having a diameter larger than the diameter of the first through hole,
The assembly process includes
Assembling the first member, the first electrode, and the second member in order, with the first member and the second member facing each other,
A method of manufacturing an arc tube comprising the step of inserting the first electrode into the first through hole until the positioning portion contacts an end surface facing the second member.
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